揭秘成都造全球首列氢能源市域列车的“氢心脏”

2022年12月28日，全球首列氢能源市域列车在成都新津正式下线。该辆列车的动力系统——氢燃料电池，就诞生在成都。那么，它长啥样儿？又有着怎样的诞生故事呢？本报记者到全国最大的轨道交通用氢能及燃料电池研发和测试中心进行了独家采访。

↑全球首列氢能源市域列车在成都新津正式下线（图据中车长客股份公司）

从1.0到3.0  功率不断做加法“体重”不断做减法

当天亮相的列车，看上去与普通的列车相差无几，但因为拥有氢能动力系统，因而成为了全球首列氢能源市域列车。那氢能动力系统是什么样子的？又“隐身”在列车的哪里呢？

↑全国最大的轨道交通用氢能及燃料电池测试中心

在位于新都区高新技术产业园区的全国最大的轨道交通用氢能及燃料电池测试中心，记者看到了神秘的氢能动力系统——只见它四四方方，看上去像是一个方正的大箱子；而箱子里面，就装着整个系统。“2022年12月28日亮相的全球首列氢能源市域列车，氢能动力系统都安装在车辆顶部，不依赖复杂的地面供电系统和弓网系统。”该中心所在的四川荣创新能动力系统有限公司（以下简称荣创新能）副总经理杨春华向记者介绍道。

↑杨春华介绍此次列车使用的氢能动力系统

这是荣创新能研制的第三代氢能动力系统。“我们从2008年在国内率先开展氢燃料电池在轨道交通中的应用研究，到今天为止，已经从1.0版本迭代到3.0版本，期间系统效率和功率不断做加法，体积和重量不断做减法。”该公司创始人、西南交大电气工程学院院长、俄罗斯工程院外籍院士陈维荣告诉记者。目前，该公司拥有自主知识产权的产品可以以100千瓦和200千瓦为标准模块，进行任意组合，“这个功率足以满足轨道交通200公里的时速需求。”

“喝下”氧气“吐出”水  氢能源列车环保指数满格

就在2022年8月，德国宣告开启“氢列车”时代——一批氢燃料电池列车进入客运服务。据报道，该客运服务试验于2018年9月开始，持续了近两年，当时只有两辆列车。现在，该项目已正式开启公共服务，并扩大到14辆列车。与成都此次亮相的市域列车不同，德国的氢能源列车属于“大铁”，即大干线铁路，而且最高时速仅为140公里。

“在安全性上，国外运营多年的氢能源线路已经做了验证，是完全毋庸担心的。其他国家愿意使用氢能源车，也是基于它的环保性——运行时，由安装在车辆顶部的储氢瓶中的氢气与空气中的氧气发生电化学反应产生电能，从而用于为列车提供动力。列车在行驶中不产生废气，反应产物仅为水。”陈维荣表示，氢能是一种清洁、零碳的可再生能源，是国家推进“双碳”战略落地的重要新型能源选择。“氢能市域列车采用氢燃料电池和超级电容相结合的能源供应方式，替代原有接触网供电方案，具备环保、零碳的特征。”据测算，一列时速160公里的氢能源市域动车，一天来回运行500公里，一年大概可以减少1万多公斤二氧化碳的排放，减碳效果非常明显。

“氢能源在轨道交通的应用，可以让列车摆脱接触网运行条件的束缚，我们业内叫‘剪辫子’。这样的话，车辆就可以广泛应用于现存的非电气化线路区段，大幅提升市域车辆的应用范围，同时避免了进行电气化改造带来的庞大基建投入和维护成本。”陈维荣表示。

多款氢能源车将“上新” 产业规模将达到上万亿级

“全球首列氢能源市域列车的研制成功，将引领市域交通绿色低碳发展新方向，带动氢能源相关产业链的良性循环和创新发展。”成都市经济和信息化局相关负责人表示。

除了在减碳上具有积极意义，从算经济账来看，根据测算，使用氢能源的轨道交通线路，一次性建设成本和全寿命周期运营成本比传统轨道交通的成本低10%—20%，同时，建设周期短，运营维护更简单。

“目前氢燃料电池已开始在乘用车、客车、物流车等领域推广应用，但由于需要布局更多的加氢站，短期内难以大规模商业化。相比而言，轨道交通系统的线路相对固定，这就让氢气的运输和储存途径更简单。”在陈维荣看来，未来，氢能源列车会成为传统轨道交通的重要补充，与此同时，市域动车、工程检修车、有轨电车、货运列车等，都适合使用氢能源。“由此产生的市场空间巨大，我们保守估计，由氢能源列车，包括氢能源的货运、客运列车、工程作业车等，以及带动的制氢、储氢、运氢、加氢、氢燃料电池动力系统等相关领域，产业规模将达到上万亿级，所以现在很多国家都把它作为热点和前沿来研发。”他表示，目前成都市积极推进产业建圈强链，氢能源轨道列车现在在成都已经有成熟的研发和生产制造能力，是产业链构建和发展的好机会。

↑荣创新能燃料电池系统生产线